(57)【要約】【課題】  コストを抑えつつ、キャッピング部材の蒸発抑制効果を高める。【解決手段】  ガラスビーズまたはセラミックビーズの充填材を充填したゴムや熱可塑性エラストマによってキャッピング部材を形成する。【選択図】  図２
2005349733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する記録ヘッドの吐出口部を覆うキャッピング手段を備えたインクジェット記録装置において、
前記キャッピング手段はガラスよりなる充填材を含有するゴムによって形成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
インクを吐出する記録ヘッドの吐出口部を覆うキャッピング手段を備えたインクジェット記録装置において、
前記キャッピング手段はセラミックよりなる充填材を含有するゴムによって形成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
インクを吐出する記録ヘッドの吐出口部を覆うキャッピング手段を備えたインクジェット記録装置において、
前記キャッピング手段はガラスよりなる充填材を含有する熱可塑性エラストマによって形成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
インクを吐出する記録ヘッドの吐出口部を覆うキャッピング手段を備えたインクジェット記録装置において、
前記キャッピング手段はセラミックよりなる充填材を含有する熱可塑性エラストマによって形成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
インクを吐出する記録ヘッドの吐出口部を覆うキャッピング手段を備え、キャッピング手段の内部空間には負圧が生成されないインクジェット記録装置において、
前記キャッピング手段はカルシウムよりなる充填材を含有するゴムによって形成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
インクを吐出する記録ヘッドの吐出口部を覆うキャッピング手段を備え、キャッピング手段の内部空間には負圧が生成されないインクジェット記録装置において、
前記キャッピング手段はアルミニウムよりなる充填材を含有するゴムによって形成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】
インクを吐出する記録ヘッドの吐出口部を覆うキャッピング手段を備え、キャッピング手段の内部空間には負圧が生成されないインクジェット記録装置において、
前記キャッピング手段はカルシウムよりなる充填材を含有する熱可塑性エラストマによって形成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項８】
インクを吐出する記録ヘッドの吐出口部を覆うキャッピング手段を備え、キャッピング手段の内部空間には負圧が生成されないインクジェット記録装置において、
前記キャッピング手段はアルミニウムよりなる充填材を含有する熱可塑性エラストマによって形成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記充填材はビーズ形状であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記充填材はファイバ状であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
前記充填材は異形形状であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】
前記充填材の割合が３０％以下であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置に関し、特に、インクを吐出する記録ヘッドの吐出口部を覆うキャッピング部材の材質に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機器や、コンピューター、ワードプロセッサ等の複合型電子機器等に使用され、画像情報に基づき記録媒体に所望の画像を形成する。
【０００３】
インクジェット記録装置は、記録ヘッドから記録媒体に向けてインクを吐出して記録を行い、高精細かつ高速の記録が可能であるとともに、記録ヘッドのコンパクト化が容易であり、普通紙への記録が容易であり、ランニングコストが安く、騒音が少なく、また、多色のインクによるフルカラー画像記録が容易である等の利点を有する。
【０００４】
通常、インクジェット記録装置は、記録ヘッドの吐出性能を維持、回復するための回復手段を備え、回復手段は、不使用時に吐出口内のインクが乾燥したり、ゴミ付着で吐出口が塞がれたり、吐出口内に気泡が混入するなどしてインク吐出不良（不吐出を含む）が生じることを防止する。
【０００５】
回復手段は、一般に、吐出口部の吐出口面に付着したインク滴を拭き取り除去するワイピング手段、吐出口を塞いで該吐出口の乾燥を防いだり吐出口周辺部を保護したりするためのキャッピング手段、およびキャッピング手段で吐出口を塞いだ状態で吸収力を発生さて吐出口からインクを吸い出す負圧発生手段等を含む。
【０００６】
キャッピング手段の構成や回復方法は例えば特許文献１〜４に開示されている。キャッピング手段の材質としては、塩素化ブチルゴム、ＥＰＤＭや熱可塑性エラストマが用いられている。このうち、塩素化ブチルゴムは、ガス透過性が最も低く、蒸発抑制効果が高い。またＥＰＤＭや熱可塑性エラストマは塩素化ブチルゴムよりもガス透過性は劣るが、量産性が高い。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２９０７０号公報
【特許文献２】特開２００１−１１３７１４号公報
【特許文献３】特開２００１−６３１０２号公報
【特許文献４】特開２０００−１０３０７２号公報
【特許文献５】実開平５−３８７３１号公報
【特許文献６】特開２００２−７９９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、記録画像の高画質化のためインクの吐出量を小さくする傾向にあり、小吐出量では吐出口部でインクが固りやすくなる。このため、キャッピング時の蒸発抑制効果の更なる改善を要し、使用インク自体の特性および吐出口の大きさについても蒸発量抑制効果を配慮する必要がある。このような要求から、コスト・量産性に優れ、従来キャッピング部材に使用されていた熱可塑性エラストマは使用できなくかった。
【０００９】
本発明はこのような従来の問題点を解消すべく創案されたもので、コストを抑えつつ、キャッピング部材の蒸発抑制効果を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、インクを吐出する記録ヘッドの吐出口部を覆うキャッピング手段を備えたインクジェット記録装置において、前記キャッピング手段はガラスまたはセラミックよりなる充填材を含有するゴムまたは熱可塑性エラストマによって形成される。これによって、コストを抑えつつ、キャッピング手段の蒸発抑制効果を高め得る。
【００１１】
本発明は、インクを吐出する記録ヘッドの吐出口部をキャッピング手段を備え、キャッピング手段の内部空間には負圧が生成されないインクジェット記録装置において、前記キャッピング手段はカルシウムまたはアルミニウムよりなる充填材を含有するゴムまたは熱可塑性エラストマによって形成される。これによって、コストを抑えつつ、キャッピング手段の蒸発抑制効果を高め得る。
【００１２】
本発明に係るインクジェット記録装置において、前記充填材は例えばビーズ形状、ファイバ状あるいは異形形状である。
【００１３】
本発明に係るインクジェット記録装置において、前記充填材の割合は例えば３０％以下である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コストを抑えつつ蒸発抑制効果を高め得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明に係るインクジェット記録装置の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明に係るインクジェット記録装置の実施例１の構成を示す模式的斜視図である。図１では、構成を明瞭化するために、記録信号を処理し、記録手段（記録ヘッド）や各種駆動源（モータ）等の駆動、制御のめの電気基板、並びに外装などは省略されている。
【００１７】
図１において、インクジェット記録装置は装置本体１００を有し、装置本体１００内には記録媒体に向かってインクを吐出する記録手段（記録ヘッド）１が設けられている。記録手段（記録ヘッド）１はキャリッジ２に搭載され、キャリッジ２は装置本体１００に設置された２本のガイドレール３、４に沿って主走査方向に往復移動可能に案内支持されている。
【００１８】
装置本体１００の一端部にはキャリッジ２を移動させるためのキャリッジモータ５が装着されており、他端部にはアイドルプーリ６が配設されている。キャリッジモータ５にはモータプーリ７が装着され、モータプーリ７とアイドルプーリ６との間に、ガイドレール３、４と平行に、タイミングベルト８が張り渡されている。アイドルプーリ６近傍には、モータプーリ７から離間する方向にアイドルプーリ６を付勢するテンションばね９が設けられ、これによってタイミングベルト８には所定の張力が与えられている。タイミングベルト８はキャリッジ２に連結され、これによって、キャリッジ２をガイドレール３、４に沿って駆動し得る。
【００１９】
キャリッジモータ５を正転、逆転すると、キャリッジ２はガイドレール３、４に沿って往復移動し、キャリッジモータ５の回転量制御によってキャリッジ２の位置、すなわち記録ヘッド１を位置設定し得る。
【００２０】
記録ヘッド１は、キャリッジ２の移動に際して吐出口から被記録材１０に向けて選択的にインクを吐出し、画像を記録する。
【００２１】
なお図１の記録ヘッド１は、吐出インクを供給するためのインクタンクを一体化した交換可能なインクカートリッジとして構成されている。
【００２２】
装置本体１００内には、記録ヘッド１の吐出口面５１と対向する位置に、被記録材１０の全幅を略カバーする長さのプラテン１１が、ガイドレール３、４と平行に設けられている。
【００２３】
プラテン１１は、記録位置において。被記録材１０の変形を防止しつつ、被記録材１０を正しい記録位置に保持するとともに、被記録材１０と吐出口面５１との間隙を適正に維持する。
【００２４】
プラテン１１の記録位置よりも通紙上流側（搬送方向上流側）の位置には、ガイドレール３、４と平行な搬送ローラ１２およびピンチローラ１３が配設されている。ピンチローラ１３は搬送ローラ１２に圧接されて、搬送ローラ１２の被記録材１０との摩擦力を確保する。搬送ローラ１２は回転駆動され、摩擦力によって被記録材１０を搬送する。
【００２５】
被記録材１０は、記録ヘッド１と対向する記録部を通過する際に画像が記録され、その後搬送ローラ１２と同期駆動される排紙ローラ１５によって装置本体１００の外に排出される。排紙ローラ１５には拍車（不図示）が圧接され、排紙ローラ１５は高い摩擦力で被記録材１０を排出する。
【００２６】
記録ヘッド１は、記録信号（画像情報）に応じてエネルギーを印加することにより、複数の吐出口からインクを選択的に吐出するインクジェット記録ヘッドである。
【００２７】
記録ヘッド１は電気熱変換体を備え、電気熱変換体の熱エネルギーによって膜沸騰を生じさせ、膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口からインクを吐出する。
【００２８】
電気熱変換体は各吐出口に対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧が印加されて、対応する吐出口からインクを吐出する。
【００２９】
記録ヘッド１移動範囲の一端部（図１右端部）における、記録領域外の位置には、記録ヘッド１のインク吐出性能を回復維持するための回復装置１６が設けられている。
【００３０】
回復装置１６は、記録ヘッド１が回復装置１６の位置に来たときに、吐出口面５１に対向するキャップ（キャッピング部材）１７を有し、キャップ１７は、吐出口面５１に接近、離間する方向に移動可能である。
【００３１】
キャップ１７は、吐出口面５１に密着して、記録ヘッド１を封止でき、吸引ポンプなどによってキャップ１７内に負圧を発生し得る。この負圧によって、記録ヘッド１の吐出口内における増粘インク、気泡、ゴミなどをインクとともに吸い出すことができ、記録ヘッド１のインク吐出性能を回復維持させるためのものである。
【００３２】
キャップ１７は、吐出口面５１に対して接近、離間する方向した際に、記録ヘッド１の封止、開放が可能である。
【００３３】
非記録時には、キャップ１７は、吐出口面５１を覆い、吐出口（図示省略）内のインク乾燥やゴミ侵入を防止する。
【００３４】
回復装置１６には、キャップ１７よりも、記録ヘッド１移動範囲の中央寄りの位置、すなわち記録領域寄りの位置に、ワイパーブレード２０が設けられている。ワイパーブレード２０は、記録ヘッド１が回復装置１６の近傍で移動するときに、吐出口面５１に接触して、吐出口面５１を拭き取る。
【００３５】
ワイパーブレード２０は、記録ヘッド１に対して前後進し得るホルダー２１によって保持され、記録ヘッド１のワイピングが可能な位置にまで記録ヘッド１に接近し、また記録ヘッド１から離間する。
【００３６】
図２はキャップ１７の斜視図、図３は、キャップ１７の縦断面図である。
【００３７】
キャップ１７は上方に向かって開口する矩形容器３１、３２を２個連結した形状を有し、矩形容器３１、３２底部にはキャップ吸収体３３、３４が配設されている。矩形容器３１、３２の上端外周部（リブ）は記録ヘッド１に密着して矩形容器３１、３２内部を気密に保持する。矩形容器３１、３２の内部空間には回復装置１６の吸引ポンプ等の負圧生成手段によって負圧が生成される。
【００３８】
矩形容器３１、３２は、記録ヘッド１の吐出口面５１におけるノズル部４１、４２を覆うように、記録ヘッド１に圧接され、記録ヘッド１はキャップ３０によって覆われる。キャップ吸収体３３、３４は、連通された多孔質体で形成されており、キャップ１７内を保湿し、かつ記録ヘッド１から吸引、除去されたインクを速やかに吸着、保持する。
【００３９】
次に、キャップ１７を種々の材質によって形成し、比較試験を行った結果を説明する。
【００４０】
材質Ａ：ゴム硬度４０度の塩素化ブチルゴムにビーズ粒径２０μ以下のガラスビーズを５％含有したもの。
材質Ｂ：ゴム硬度５０度のＥＰＤＭゴムにビーズ粒径９０μ以下のガラスビーズを１５％含有したもの。
【００４１】
材質Ｃ：ゴム硬度４０度のポリブタジエン―スチレン熱可塑性エラストマにビーズ粒径１０μ以下のガラスビーズを２５％含有したもの。
【００４２】
材質Ｄ：ゴム硬度５０度ＥＰＤＭ−エチレンポリプロピレン熱可塑性エラストマにビーズ粒径４０μ以下のガラスビーズを１５％含有したもの。
【００４３】
材質Ｅ：材質Ａおけるガラスビーズを除去したもの。
【００４４】
材質Ｆ：材質Ｂにおけるガラスビーズを除去したもの。
【００４５】
材質Ｇ：材質Ｃにおけるガラスビーズを除去したもの。
【００４６】
材質Ｈ：材質Ｄにおけるガラスビーズを除去したもの。
【００４７】
表１は、以上の材質Ａ〜Ｈを一覧表示したものである
【００４８】
【表１】
2005349733.tif 000003
以上の材質Ａ〜Ｉにつき、表２に示す試験条件で比較試験を行った。
【００４９】
【表２】
2005349733.tif 000004
表２の試験条件において、２００時間の試験時間を経た後の、キャップ吸収体３１、３２の保有水分量の減少を蒸発量とみなし、蒸発抑制効果を評価した。
【００５０】
【表３】
2005349733.tif 000005
比較試験結果は表３に示すとおりであり、材質Ａ〜Ｄは蒸発抑制効果が高いこと、および充填材のガラスビーズが、蒸発抑制効果に寄与していることが分かる。また材質Ｂ〜Ｄは低コストである。
【００５１】
また材質Ａ〜Ｄのうち、材質Ａは蒸発抑制効果が最も高い。但し、塩素化ブチルゴムはコストが若干割高になる。このため材質Ａは高品位、高信頼性のインクジェット記録装置に好適でなる。
【００５２】
一方、材質Ｃ、Ｄの熱可塑性エラストマはゴムに比較して、量産性、コストの点で有利であり、安価なインクジェット記録装置に好適である。
【００５３】
材質Ａ〜Ｄに使用したガラスビーズは、ＡＬ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系であったが、ＮａＯ−ＣａＯ−ＳｉＯ２系やＡＬ２Ｏ３−ＣａＯ−ＳｉＯ２系等のガラスビーズによっても同様の効果を確認している。
【００５４】
また、使用したガラスビーズの粒径は、９０μ以下であったが、キャップ１７のリブ（外周部）の密閉に影響がない範囲で、適宜の粒径を変更してもよい。
【００５５】
さらに、充填材として表４の材質ＢＤ１〜ＢＤ６について比較試験を行った。
【００５６】
【表４】
2005349733.tif 000006
材質ＢＤ１は、ＡＢＳのプラスチックビーズであるが、材質Ａ〜Ｄの主な材料（塩素化ブチルゴム、ＥＰＤＭゴム、ポリブタジエン−スチレン熱可塑性エラストマ、ＥＰＤＭ−スチレン熱可塑性エラストマ）に対して２０％充填したが蒸発抑制効果は全く改良されず、３０％含有したときも蒸発量低減率が数％程度と極めて低かった。またＡＢＳのプラスチックビーズを３０％含有するとキャップ１７の弾性が著しく低下し、量産時の組み立精度が確保できない。このため、材質ＢＤ１はキャップ１７の充填材には不適である。
【００５７】
材質ＢＤ２はステンレスの微粉末であるが、ガラスビーズと同様の蒸発抑制の効果が得られた。しかし、１ヶ月間、高温高湿状態に保持したところ蒸発抑制効果が大幅に劣化した。これはステンレス微粉末の腐食が原因と想像される。このため、材質ＢＤ１はキャップ１７の充填材には不適である。
【００５８】
材質ＢＤ３はカルシウムビーズであるが、ガラスビーズと同様の蒸発抑制の効果が得られ、高温高湿下に長期保持しても蒸発抑制効果の劣化はみられなかった。しかし、インクジェット記録装置の印字耐久試験を行ったところ、印字不良が発生した。その原因は、記録ヘッドの異常であり、いくつかのノズル部の内壁にカルシウムを主成分とする数μの堆積物が生じていた。この堆積物によってインク滴がまっすぐに吐出せずに曲げられて印字不良を生じたものである。
【００５９】
堆積物は、印字耐久試験中の吸引回復に際して、インクに溶解したカルシウムがノズル部に堆積して生じたと予想される。
【００６０】
このため、材質ＢＤ３はキャップ１７の充填材には不適である。
【００６１】
材質ＢＤ４はアルミニウムビーズであるが、材質ＢＤ３と同様の結果であった。このため、材質ＢＤ４はキャップ１７の充填材には不適である。
【００６２】
材質ＢＤ５はセラミックビーズであるが、ガラスビーズと同様の蒸発抑制の効果が得られ、高温高湿下に長期保持しても蒸発抑制効果の劣化はみられなかった。また、印字耐久試験においても良好な結果が得られた、
なお、材質Ａ〜Ｄにおけるガラスビーズは、高温高湿下に長期保持した際に蒸発抑制効果の劣化はなく、印字耐久試験においても良好な結果が得られた。
【００６３】
さらに、材質Ａ〜Ｄにおけるガラスビーズ、材質ＢＤ５のセラミックビーズの含有量は、３０％を超えるとキャップ１７の物理的密着性が著しく低下し、２０％以下が望ましい。
【００６４】
ガラスビーズおよびセラミックビーズは、わずかの添加によって蒸発量抑制効果が生じ、所要の特性応じて、主な材料と含有量を決めるべきである。
【実施例２】
【００６５】
次に、本発明に係るインクジェット記録装置の実施例１を説明する。
実施例２はキャッピング部材として保護キャップを採用している。
【００６６】
保護キャップは、記録ヘッドの吐出部を覆って密封し、吸引動作は行わない。保護キャップの構成は、実施例１のキャップ１７において、底部に大気連通穴２を設けたものである。一般に、大気連通穴は、記録ヘッドに密着した矩形容器内部空間を、細い流路で大気に連通させる。大気連通穴は、キャップの一部で形成したり、金属パイプであったり、キャップを固定しているキャップホルダーに別部材で構成する。
【００６７】
保護キャップの材質は、実施例１のキャップと同様、ゴムまたは熱可塑性エラストマを主成分としてガラスまたはセラミックのビーズを含有したものが好適である。
【００６８】
また、吸引動作を伴わないため、ゴムまたは熱可塑性エラストマを主成分として、材質ＢＤ３（カルシウムビーズ）や材質ＢＤ４（アルミニウムビーズ）を含有したものも問題なく使用可能である。
【００６９】
保護キャップの大気連通穴を形成するため、キャップホルダーに細い溝を設け、ゴムまたはエラストマで被服する構成をとる場合、キャップに連通している他部材の材料にゴムまたは熱可塑性エラストマを主成分としてカルシウムビーズやアルミビーズを含有したものを用いてもよい。
【００７０】
さらに、キャッピング部材のリブ（外周部）の形状を修正して密着性を高めれば、ゴムまたは熱可塑性エラストマに含有させる充填材の形状として、ビーズに替えて、ファイバ、異形形状等を採用し得る。
【００７１】
実施例１では、キャップユニットにおけるキャップ１７はキャップ吸収体３３，３４を具備するものであったが、本発明はキャップ吸収体を持たないキャッピング部材にも適用し得る。
【００７２】
実施例１のキャッピング部材１７は、２個のノズル４１、４２に対応すべく２個の密封空間を形成するが、１個あるいは３個以上の密封空間を形成するキャッピング部材にも本発明を適用し得る。
【００７３】
本発明は、１個の記録ヘッドによって画像記録するインクジェット記録装置の他に、異なる色のインクで記録するカラーインクジェット記録装置、同一色彩の異なる濃度のインクで画像記録する階調記録装置、これらを組み合わせた記録装置等、複数の異なるインクを用いて記録するインクジェット記録装置にも適用でき、同様の効果を達成し得る。
【００７４】
さらに、本発明は、記録ヘッドとインクタンクを一体化し、一体交換可能なインクジェットカートリッジを用いる構成、記録ヘッドとインクタンクを別体にし、その間をインク供給用のチューブ等で接続する構成など、記録ヘッドとインクタンクの配置構成がどのような場合にも同様に適用でき、同様の効果が得られる。
【００７５】
以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、キャップ部材の材質がゴムまたは熱可塑性エラストマを主成分としてガラスまたはセラミックを含有していることで、キャップからの蒸発量の抑制の向上がはかられ、信頼性の高いインクジェット記録装置を提供することができる。
【００７６】
なお、ゴムまたは熱可塑性エラストマにガラス、セラミックなどのビーズを含有させることは、例えば特許文献５や特許文献６に記載されている。しかしながら、特許文献５は、スイッチ用カバー部材における可動用薄肉部の繰り返し耐久性の向上を目的とし、特許文献６は、車や飛行機などのワイパーブレードにおいて、ビビリ抑制、拭き取り性、耐久性の改良を目的とする。すなわち、本発明に係るインクジェット記録装置に特有の問題点の一つである蒸発抑制を目的とするものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の実施例１の構成を示す模式的斜視図である。
【図２】図１におけるキャップの斜視図である。
【図３】図１におけるキャップの縦断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  記録ヘッド
１７  キャップ
３０  吸引キャップ
５１  吐出口面
【図１】
2005349733.tif 000007
【図２】
2005349733.tif 000008
【図３】
2005349733.tif 000009